經(jīng)由cad和快速制造由口腔狀況的數(shù)字化數(shù)據(jù)制造假牙的制作方法
【專利摘要】在用于制造全口假牙或部分假牙的方法中：A)提供在沒有牙齒或具有部分牙齒的狀態(tài)下的口腔狀況的3D數(shù)據(jù)；B)分別為下顎和上顎數(shù)字化構造假牙基托；C)數(shù)字化地創(chuàng)建具有匹配的咬合以及根據(jù)美觀標準所選擇的牙齒形狀的虛擬牙齒；在全口假牙的情況下：D1)利用由構建層的方法和磨削材料的方法組成的組中的一種自動化方法來制造齒??；以及D2)利用由構建層的方法和磨削材料的方法組成的組中的一種自動化方法來來制造假牙基托；或者在部分假牙的情況下：D1)利用由構建層的方法和磨削材料的方法組成的組中的一種自動化方法來制造齒??；以及D2)利用由構建層的方法和磨削材料的方法組成的組中的一種自動化方法來來制造支承結構或者固定元件。
【專利說明】經(jīng)由CAD和快速制造由口腔狀況的數(shù)字化數(shù)據(jù)制造假牙
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及用于自動化制造假牙的方法，尤其是經(jīng)由CAD/CAM以及快速制造/快速成型由口腔狀況的數(shù)字化提取的數(shù)據(jù)制造個體假牙。
【背景技術】[0002]全口假牙和部分假牙的制造按照已知的方法進行。要提到的例如是粉末/流體技術的傳統(tǒng)方法，如長久以來已知并且在文獻中說明的(例如EP I 243 230A2、US 6 881360 B2 以及“Ullmann, s Encyclopedia of Industrial Chemistry Copyright 2002 byWiley-VCH Verlag” 中的 “Dental Materials，，)。
[0003]通常已知三種不同的用于制造全假牙物品的主要材質(zhì)類別。它們是基于聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的雙組份材料【商用產(chǎn)品Palapress、Paladur (Heraeus Kulzer, DE)、SR 3/60? Quick(Ivoclar, LI)、Degupress ? (Degussa-Hiils, DE)】；熱固化材料【商用產(chǎn)品例如是Paladon? 65 (Heraeus Kulzer, DE)、SR 3/60?,SR Ivocap? (Ivoclar, LI)、Lucitone? (Dentsply, US)】以及可熱塑加工的壓鑄固體。
[0004]熱塑性材料被加熱并且大多通過壓鑄法被注入空腔內(nèi)。一種已知的方法為"Polyapress”?，其尤其是由Bredent，Senden (DE)公司銷售。不缺乏采用例如PVC、聚氨酯、聚酰胺或者聚碳酸酯的聚合物的嘗試(同上Ullmann' s 5.1.5.0ther Denture Resins)。
[0005]另外也存在基于光固化或者微波固化的單組份材料的方法(例如DeguDent的Eclipse ；同上 Ullmann ' s 5.1.3.Light-Cured Polymers ；5.1.4.Microwave-CuredPolymers)。
[0006]另外，由牙科技術已知手動地構建層的方法。這些方法大多是結合光固化材料加以應用，例如為了金屬牙冠鑲飾或者為了制造假牙。在這些方法中的優(yōu)點在于在該方法期間能夠進行控制以及改變顏色以便盡可能地獲得美觀的牙科技術工作的可能性。
[0007]在DE 10 2009 056 752 Al中說明了齒弧以及假牙基托/人造齒齦的分開制造。為了后續(xù)的相互粘合，這些零件被設置為:尤其是在該文獻中在提供來自數(shù)字化復印品(Abdrucknahme)或者傳統(tǒng)的硅功能造型的數(shù)字化的數(shù)據(jù)之后，生成有顏色的分層的塑料齒弧或者陶瓷齒弧。并行地進行人造齒銀的制造和完成。然后，借助已確立的粘接法使得齒弧與齒齦固定地彼此相連接。
[0008]還曾建議在牙科技術中采用的快速成型(Rapid-Prototyping)1法。在此,使用可聚合的層(DE 101 14 290 AUDE 101 50 256 Al)或者噴墨粉打印(US 6 322 728 BI)進行操作。
[0009]在銑削技術(CAD/CAM銑削)領域以及所衍生出來的快速成型(RapidPrototyping)和快速制造(Rapid Manufacturing2)的制造【技術領域】的進一步發(fā)展是進軍牙科修復術。
[0010]其基礎是通過數(shù)字化的復印品數(shù)字化地檢測口腔狀況。用于此的直接方法(例如3D攝像頭)和間接方法(例如模型的掃描)本身是已知的。商用的掃描技術例如是3MEspe 的Lava?C.0.S.、Sirona 的Bhjecam?、Hint ELS? directScan 或者Heraeus Kulzer的cam? trios。對在虛擬發(fā)音器官內(nèi)所獲得的數(shù)據(jù)進行處理就能夠虛擬地創(chuàng)建現(xiàn)有牙齒的數(shù)據(jù)組。結果就是針對個體的全口假牙或者部分假牙的數(shù)據(jù)組。相應的方法例如在EP I444 965 A2中說明，接下來的假牙的
[0011] 1快速成型(德語Schneller Prototy penbau)是一種用于基于結構數(shù)據(jù)快速制造模件的方法。
[0012]因此，快速成型法為致力于盡可能不用人工地走彎路或成型而將現(xiàn)有的CAD數(shù)據(jù)直接和快速地轉(zhuǎn)化為工件的制造法。與這組方法相關的數(shù)據(jù)接口為STL格式。自20世紀80年代以來在Rapid Prototyping這一概念下已知的方法通常是通過使用物理效應和/或化學效應而由不成型或者不定型(formneutral)的材料逐層地構建工件的原型法。
[0013]2 快速制造(Schnelle Fertigung)或者說英文的 Rapid Manufacturing這一概念指的是用于快速和靈活地借助無工具制造而直接由CAD數(shù)據(jù)制造零件及序列的方法和制造方法。所使用的材料是玻璃、金屬、陶瓷、塑料和新材料(例如UV固化的Sol-Gel，例如參見Multi Jet Modeling (多嗔嘴成型))。因為直接制造最終廣品在快速制造中始終處于核心地位,其從根本上不同于快速成型和快速制模(Schneller Werkzeugbau)。但當實際是指“快速制造”時，通常也使用“快速成型”這一概念。
[0014]制造也是如此:
[0015]“【0012】在完成了對虛擬模型的工作之后，可直接轉(zhuǎn)移到假牙，也就是說，在創(chuàng)建了虛擬的牙齒數(shù)據(jù)之后，利用定位輔助裝置為牙齒制造假牙基托，然后只需要將相關的所選擇的、預先裁剪的牙齒用在該假牙基托中?！?013】假牙基托可被直接產(chǎn)生，或者可為其制造鑄模。作為方法例如提供銑削或者快速成型”。
[0016]快速制造技術的例子包括:
[0017]光固化(SLA)、熔融沉積建模(FDM)、選擇性激光燒結(通過粉末燒結來構建層)、選擇性激光熔化(SLM，通過粉末的完全熔化并讓其凝固來構建層)、3D/噴墨打印。
[0018]在US 7 153 135 BI中詳細說明了這些方法，并且另外還說明了例如“分層對象制造”(尤其是陶瓷生坯膜的層)以及“實體磨削固化”(全部層透過模板的光固化，尤其適用于大型物體)。“噴墨打印”在該文獻中被定義為上位概念，其包括了傳統(tǒng)的MIT所研發(fā)的3D打印(3DP)以及進一步開發(fā)出來的、使用兩個射線的方法(一個帶來熱塑，另一個支持蠟)。新一代的噴射系統(tǒng)具有多個打印頭，例如96個(3D Systems公司)。因此，在一個溢流時就能夠為產(chǎn)品涂覆完整的層。如果該產(chǎn)品的橫斷面過大，則機器就使多個溢流(Ueberlauf)彼此相鄰。
[0019]上述方法在技術和所使用的材料方面不斷完善，從而開始并不令人滿意的美觀特性也得到了改善。在此期間，尤其是能夠不僅僅采用單個的以及由此單色的原材料。由此就能夠例如在制造假牙時實現(xiàn)多色的單個零件或者涂層的相互轉(zhuǎn)變，并且能夠仿造最終產(chǎn)品的自然的外觀。
[0020]在CAD/CAM銑削技術、下面簡稱為CAD/CAM的領域內(nèi)，目前已經(jīng)能夠?qū)Χ嗌⒎謱拥乃芰喜牧?例如Vita CAD-temp multicolor)或者還有陶瓷材料(例如VitablocsTriluxe)進行處理，其使得已完成的牙齒或者說已完成的修復工作看起來非常自然。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0021]本發(fā)明的任務是說明能夠更進一步地改進自動化制造的方法。同樣也應當能夠制造出具有有色涂層或者顏色分級或透明度分級的美觀的假牙。
[0022]上述任務通過權利要求1和2所述的特征得以解決。優(yōu)選設計從其他權利要求中得出。
[0023]根據(jù)本發(fā)明，尤其包括下述方法:
[0024]1.用于制造全口假牙的方法，具有以下步驟:
[0025]A)提供在沒有牙齒的狀態(tài)下的口腔狀況的3D數(shù)據(jù)；
[0026]B)分別為下顎和上顎數(shù)字化構造假牙基托；
[0027]C)數(shù)字化地創(chuàng)建具有匹配的咬合以及根據(jù)美觀標準所選定的牙齒形狀的虛擬牙齒;
[0028]Dl)使用上面所定義的方法之一:SLA、噴墨打印、FDM和CAD/CAM銑削由分別適用于這些方法的材料2A、2B或者2C來制造齒弧；
[0029]D2)使用上面所定義 的方法之一:SLA、噴墨打印、FDM、SLM和CAD/CAM銑削由分別適用于這些方法的材料1A、1B、2A、2B或者2C來制造假牙基托。
[0030]2.用于制造部分假牙的方法，具有以下步驟:
[0031]A)提供在具有部分牙齒的狀態(tài)下的口腔狀況的3D數(shù)據(jù)；
[0032]B)數(shù)字化地構造保持結構和支承結構(全口假牙=假牙基托)；
[0033]C)數(shù)字化地創(chuàng)建具有匹配的咬合的虛擬牙齒；
[0034]Dl)使用上面所定義的方法之一:SLA、噴墨打印、FDM和CAD/CAM銑削由分別適用于這些方法的材料2A、2B或者2C來制造齒弧；
[0035]D2)由材料IA或者1B、例如金屬或高性能塑料使用SLM或者CAD/CAM銑削來制造支承結構或者固定元件。
[0036]適合的材料詳細如下:
[0037]用于SLM的材料IA:以下組中的一個:粉末狀物質(zhì)(熱塑性塑料)或者金屬粉末-尤其是Co Cr N1-基合金，含有貴金屬的合金-尤其是在牙科領域常見且不生銹的不銹鋼，鈦，熱塑性高性能聚合物-例如PEEK、經(jīng)過填充的熱塑性塑料；
[0038]用于CAD/CAM銑削的材料IB:以下組中的一個:貴金屬及其合金，陶瓷-尤其是二氧化鋯陶瓷，聚合物，鈦，低熔點合金，熱塑性高性能聚合物-例如聚醚醚酮，經(jīng)過填充的熱塑性塑料，EM合金；
[0039]用于SLA的材料2A:以下組中的一個:光敏的單體混合物，由無機物填充或者未填充；
[0040]用于噴墨打印(3D打印)的材料2B:以下組中的一個:環(huán)氧單體/丙烯酸酯單體(Epoxid-/Acrlyatmonomere)或者光固化的單體混合物,光敏的單體混合物，由無機物填充或者未填充。
[0041]用于FDM的材料2C:以下組中的一個:熱塑性高性能聚合物_例如聚醚醚酮(PEEK)，經(jīng)過填充的熱塑性塑料。
[0042]按照所采用的材料組(材料1、材料2)，有利于不同產(chǎn)品的制造。部分假牙的支承結構或者固定元件優(yōu)選由金屬或者高性能聚合物制成。也能夠全自動化地制造部分假牙，其方式是用牙齒顏色的材料給所述支承結構涂層。
[0043]本方法也適用于由植入物輔助的部分假牙或者全口假牙。
[0044]另一種應用是更換受損的假牙。按照所保存的受損假牙的數(shù)據(jù)，可簡單地制造全新的個體假牙。這當然也可在中心進行，或者直接在牙技師工作室或牙醫(yī)診所進行-分別根據(jù)在哪里進行機械安裝。
[0045]本方法當然也適用于制造可移除的全口假牙。
[0046]尤其有利的方法如下:
[0047]部分假牙、可選地由植入體支承:
[0048]優(yōu)選用SLM打印該支承結構，然后同樣使用選擇性激光熔化由適合的熱塑性材料逐層地構建齒齦。
[0049]齒弧:
[0050]為了制造部分假牙或者全口假牙的齒弧，尤其適用噴墨法。由多個層構成的結構能夠?qū)崿F(xiàn)色彩分級或者透明度分級。
[0051]假牙基托:
[0052]其可有利地通過選擇性激光熔化、優(yōu)選由聚丙烯酸酯或者聚甲基丙烯酸甲酯構建。
`[0053]全口假牙:
[0054]齒弧和齒齦有利地被分開制造。
[0055]對于齒弧而言，適用SLA、噴墨、SLM和FDM和CAD/CAM銑削方法；
[0056]對于齒銀，貝U適用SLA、噴墨和SLM方法。
[0057]還能夠通過分開地構建內(nèi)部件來制造單個牙齒或者齒弧，隨后在該內(nèi)部件外面涂覆至少一種其它材料。在此，該外層可具有與內(nèi)部不同的透明值。這個透明值能夠?qū)崿F(xiàn)自然的外觀并且尤其適用于前牙。該外層可能也在機械方面非常穩(wěn)定或者防磨蝕。這又尤其適用于咀嚼負荷較強的臼齒。
[0058]在技術上這通過以下方式實現(xiàn)，即使用SLA或者噴墨來構建牙齒的內(nèi)部。外部的第二種材料例如可以用FDM來構建。通過這種方式，還可設置預防牙菌斑層。
[0059]所述自動化方法的優(yōu)點在于時間優(yōu)點、更大的精確度-已完成的牙齒組的匹配精確度-以及例如在替換受損假牙時的可再現(xiàn)性。
[0060]如果是涉及到SLM方法，那么就尤其是要說明，在此材料是沒有剩余單體的，因為通過熔化只發(fā)生一次變型。即便是在丙烯酸脂的情況下，原則上也只采用無MMA的高分子丙烯酸脂。這些材料還具有涉及車間內(nèi)的作業(yè)安全性的優(yōu)點。
[0061]步驟Dl)和D2)可在兩臺不同的機器上進行，分別針對紅色(齒齦)和白色(牙齒)。
[0062]自然就不需要蠟試戴(Wachseinprobe)。因此，所述方法是更成本有利的?？偟膩碚f，這種制造(從掃描到試戴)比手工制造更快。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0063]圖1的流程圖說明了根據(jù)本發(fā)明的制造方法的不同實施方式以及在文中所述的材料組的可能方案；[0064]圖2示出根據(jù)本發(fā)明的方法的實施方式的步驟。
【具體實施方式】
[0065]圖2中示出的根據(jù)本發(fā)明的方法的實施方式的步驟詳細如下:
[0066]-由牙醫(yī)通過口內(nèi)掃描儀進行造型
[0067]-生成數(shù)字化的模型數(shù)據(jù)
[0068]-可選的:將數(shù)字化的模型轉(zhuǎn)發(fā)給實驗室
[0069]-數(shù)字化的牙齒創(chuàng)建
[0070]-可選的:數(shù)字化地將3D數(shù)據(jù)組分為紅色(齒齦)、白色(牙齒(齒弧))和/或灰色(用灰色來表示被鑲飾的橋結構的內(nèi)部或者在必要時由植入體支承的部分假牙的情況下較早的模型鑄件)
[0071]-制造單個元件，必要時利用連接元件
[0072]-其中，用自動化方法制造牙齒或者齒弧的內(nèi)部，并且在該內(nèi)部上用自動化方法涂覆至少一種第二材料作為外層(優(yōu)選借助銑削或者SLA或者噴墨打印來制造牙齒的內(nèi)部(內(nèi)芯)并且用FDM將至少一種第二材料涂覆到該內(nèi)部上)
[0073]-連接各個元件，優(yōu)選粘連
[0074]-可選的:后續(xù)加 工，例如研磨和拋光
[0075]-運送給客戶。
【權利要求】
1.用于制造全口假牙的方法，具有以下步驟: A)提供在沒有牙齒的狀態(tài)下的口腔狀況的3D數(shù)據(jù)； B)分別為下顎和上顎數(shù)字化構造假牙基托； C)數(shù)字化地創(chuàng)建具有匹配的咬合以及根據(jù)美觀標準所選擇的牙齒形狀的虛擬牙齒； Dl)利用由構建層的方法和磨削材料的方法組成的組中的一種自動化方法來制造齒??； D2)利用由構建層的方法和磨削材料的方法組成的組中的一種自動化方法來來制造假牙基托。
2.用于制造部分假牙的方法，具有以下步驟: A)提供在具有部分牙齒的狀態(tài)下的口腔狀況的3D數(shù)據(jù)； B)數(shù)字化地構造假牙基托； C)數(shù)字化地創(chuàng)建具有匹配的咬合的虛擬牙齒； Dl)利用由構建層的方法和磨削材料的方法組成的組中的一種自動化方法來制造齒??； D2)利用由構建層的方法和磨削材料的方法組成的組中的一種自動化方法來來制造支承結構或者固定元件。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，包括: Dl)利用SLA、噴墨打印、FDM和CAD/CAM銑削的方法之一由分別適用于所述方法的材料2來制造齒?。? D2)利用SLA、噴墨打印、FDM、SLM和CAD/CAM銑削的方法之一由分別適用于所述方法的材料I或者2來制造假牙基托。
4.根據(jù)權利要求2所述的方法，包括: Dl)利用下面的方法之一:SLA、噴墨打印、FDM和CAD/CAM銑削由分別適用于所述方法的材料I或者材料2來制造齒??； D2)利用下面的方法之一:SLM或者CAD/CAM銑削由分別適用于所述方法的材料I來制造支承結構或者固定元件。
5.根據(jù)上述權利要求中至少一項所述的方法，其中，使用一種自動化方法制造牙齒或齒弧的內(nèi)部并且使用一種自動化方法在該內(nèi)部上涂覆至少一種第二材料作為外層。
6.根據(jù)權利要求5所述的方法，其中，借助銑削或者SLA或者噴墨打印來制造內(nèi)芯。
7.根據(jù)權利要求5所述的方法，其中，借助FDM涂覆所述外層。
8.根據(jù)權利要求5所述的方法，其中，用SLA或者噴墨構建牙齒或齒弧的內(nèi)部并且用FDM在該內(nèi)部上涂覆至少一種第二材料作為外層。
9.根據(jù)上述權利要求中至少一項所述的方法，其中，通過機械元件或者粘接或者形狀配合式連接進行齒弧與假牙基托的接合，所述機械元件例如是導軌、榫槽和適合的固位元件。
10.根據(jù)權利要求1或3所述的方法，其中，步驟Dl和D2用噴墨打印方法進行。
11.根據(jù)權利要求2或4所述的方法，其中，步驟Dl用噴墨打印進行，而步驟D2用CAD/CAM銑削進行。
【文檔編號】A61C13/08GK103637851SQ201310313391
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年6月9日 優(yōu)先權日:2012年6月11日
【發(fā)明者】U·貝姆, K·魯珀特, M·貝耶 申請人:赫羅伊斯庫爾澤有限公司